CN110505009A - 一种基于相干光时域反射计的电力光缆监控装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于相干光时域反射计的电力光缆监控装置及方法，属于光缆监控技术领域。包括服务器、主控制模块、光路保护模块、测试模块、数据分析模块、定位模块、报警模块、相干光时域反射计模块和电源模块；所述服务器分别与主控制模块、电源模块相连接；所述主控制模块分别与测试模块、数据分析模块、定位模块、报警模块、光路保护模块和电源模块相连接；所述服务器采用windows操作系统下的服务器，主控制模块采用可编程序控制机，用于实现逻辑控制、数据处理和网络通信。本发明增加了光缆外界温度测试功能和光路保护模块，可以实时测试光缆的温度变化以及对光缆故障进行及时控制和修复。
Description
技术领域
本发明属于光缆监控技术领域，涉及一种基于相干光时域反射计的电力光缆监控装置及 方法。
背景技术
电力系统通信中OPGW和ADSS光缆占主要地位，外界雷击、风力、降雨、覆冰、拉力等复杂环境均可使光缆产生形变，严重时可能导致光缆铠装、护套破裂甚至折断；同时，外界温度变化、电腐蚀产生的高温也可损坏光缆或使光缆性能下降。因此，及时发现通讯光缆，特别是杆塔上光纤接续盒的熔接部位运行状态，对于通信系统的安全稳定运行显得更为重要。
目前，专利201510044365.9公开了一种企业配用电安全智能诊断与决策支持系统。 201811611609.7公开了一种基于深度学习的电力光缆实时监测保护系统。现有技术方案能够 对光缆进行实时监测并预判和控制事故。但现有技术方案在发现故障后，不能准确分析故障 类型及故障产生原因。仍然需要人工完成。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于相干光时域反射计的电力光缆监控装置及方 法，解决目前电力电缆发生故障时无法进行故障产生原因、类型识别和控制的功能。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于相干光时域反射计的电力光缆监控装置，包括服务器、主控制模块、光路保护 模块、测试模块、数据分析模块、定位模块、报警模块、相干光时域反射计模块和电源模块；
所述服务器分别与主控制模块、电源模块相连接；
所述主控制模块分别与测试模块、数据分析模块、定位模块、报警模块、光路保护模块 和电源模块相连接；
所述服务器采用windows操作系统下的服务器，主控制模块采用可编程序控制机，用于 实现逻辑控制、数据处理和网络通信；
所述定位模块包括计算机端的GIS系统和手机端的GPS定位系统；GIS系统安装在工作 后台服务器内，GPS定位系统安装在工作人员手机上；
所述光路保护模块采用OAPS系列光路自动切换保护系统；
所述测试模块采用COTDR光时域反射计，用于测试并记录光缆的光功率信息；
所述数据分析模块包括：RS232接口电路、AT89S52单片机；RS232接口电路用于将数 字信号传输至单片机中；AT89S52单片机用于对数据的处理；
所述电源模块采用220V交流电和蓄电池，220V交流电用于服务器和主控制模块，蓄电 池用于测试点的报警模块。
可选的，所述装置还包括外壳、用于被测光缆插入的COTDR输出口、USB插口和充电插口。
可选的，所述报警模块采用GSM/GPRS模块，通过RS232串口与GSM模块通信，用于使用标准的AT命令来控制GSM模块实现无线通信报警功能；GSM/GPRS模块一端连接AT89S52单片机，用于接受AT89S52单片机发送的报警信息，另一端通过无线传输方式，用于将报警信息发送至工作人员的手机上。
一种基于相干光时域反射计的电力光缆监控方法，该方法为：
通过主控制模块运用相干光时域反射计对光缆进行数据测试，测试的数据传输至数据分 析模块进行数据分析；
数据分析过程：
数据分析模块通过经验奇异值分解SVD对数据进行降噪和优化分析，提高装置系统的灵 敏度和信噪比，进一步提取特征数据；针对光纤的老化点、熔接点、接头、异常弯曲点、断 裂点和末端不同类型故障点，光信号功率产生变化各不相同，且功率变化呈现出一定的特点， 运用故障类型和光信号功率变化的联系，进而通过光信号功率变化判断故障类型；同时根据 COTDR瑞利散射干涉的频率变化，预测光缆外界温度；
故障定位过程：
当光缆发生故障时，主控制模块通过数据分析模块得到的数据特性，判断发生的故障类 型，进而将数据中包含的距离信息发送至定位模块，从而进行故障分析和精准定位；
故障修复过程：
当光缆发生故障时，主控制模块将触发光路保护模块功能，光路保护模块能自动识别主、 备系纤统光路信号状态，进行光路瞬时切换，从而能在主用光缆发生全阻障碍时，保障光缆 系统正常运行。
可选的，该方法为：所述数据分析具体为：在COTDR检测的“光功率-距离”图中，判断 发生的故障类型根据光功率曲线的斜率来判断：
①盲区：曲线斜率为0；对应的故障类型为：COTDR接收机饱和；COTDR面板前的活接头反射造成的COTDR接收机饱和所致；
②恒定斜率区：曲线斜率变化一致；对应的故障类型为：光纤内部的气泡或者其他杂质； 探测光在传输过程中受到光纤内部的气泡或者其他杂质的影响，使得光脉冲传输过程中不断 产生耗损形成光散射，由于瑞利散射，形成后向散射信号，其光功率会呈现不断规律衰减的 变化趋势；
③非反射事件：光功率骤然下降，曲线会突然出现一个下降的台阶；对应的故障类型为： 纤芯打折、弯曲过小或具有熔接接头；由于纤芯打折、弯曲过小或具有熔接接头因素引起光 纤中光功率的一些损耗，但并没有光反射的部分发生，此时曲线中间出现的一个明显的台阶；
④反射事件：光功率先增大后减小，曲线产生一个尖峰信号；对应的故障类型为：机械 接头、活动连接器或者光纤断裂；由于机械接头、活动连接器或者光纤断裂点引起一些光脉 冲能量发生菲涅尔反射，产生尖峰信号，即反射事件；
⑤光纤尾端：出现光功率抖动区域；对应的故障类型为：光纤断裂或者光信号到达光纤 末端；由于光纤断裂或者信号到达光纤末端，光功率曲线会出现较大的尖峰信号，同时伴随 较大的噪声干扰，形成一段噪声抖动区域。
可选的，所述数据分析模块通过经验奇异值分解SVD对数据进行降噪具体为：
SVD是对矩阵进行奇异值分解，假设矩阵A为m×n矩阵，定义矩阵A的SVD为：
A＝USVT (1.1)
式中S或其转置称为矩阵A的奇异值；
根据式(1.1)对A进行奇异值分解：
式中:μi为U的列向量，Vi为V的列向量，σi为A的奇异值，i＝1,2,…r，r∈min(m,n)；
令Ai∈Rm×n，取Ai的第一行Mi，1＝[yi，1,yi，2,…,yi，n]和去掉第一个元素后的最后一列 Li，1＝[yi，n+1,yi，n+2,…,yi，P]，令
则检测信号Y为：
Y＝K1+K2+…+Kr (1.4)
设信号Y是由纯净信号X和噪声&叠加而成：
Y＝X+& (1.5)
对COTDR检测的光信号采用Hankel矩阵的形式进行矩阵构建，所用Hankel矩阵如式 (1.6)所示：
式中：当P为偶数时m＝P/2，当P为奇数时，m＝(P+1)/2，n＝P-m+1；
则信号Y构造的Hankel矩阵HY由X和&构造的Hankel矩阵HX和H&构成：
HY＝HX+H& (1.7)
含噪信号构造的Hankel矩阵奇异值分解后，噪声Hankel矩阵奇异值分布均匀，大小相 等，数值较小；将奇异值按照从大到小的顺序排序，得到的序列为σ1,σ2,…,σr，在第q个点 奇异值产生突变；令
bi＝σi-σi+1 (1.8)
式中bi组成的序列称作奇异值的差分谱；最大突变点bk由差分谱自动地判断出来，选取bk点对应的奇异值作为阈值，处理奇异值矩阵A，使比阈值小的奇异值为0，处理后的矩阵为则：
式中Ut＝[u1,u2,…,ut]∈Rm×t，At＝diag(σ1,σ2,…,σt)∈Rq×t,Vt＝[v1,v2,…,vt]∈Rn×t；由式 (1.9)知是HY降秩处理后的矩阵；噪声信号去掉后的信号Y'从矩阵中恢复：
Y′＝K1+K2+…+Kt (1.10)。
本发明的有益效果在于：增加了光缆外界温度测试功能和光路保护模块，可以实时测试 光缆的温度变化以及对光缆故障进行及时控制和修复。本发明具体采用高频率稳定度的分布 式反馈激光器作探测光源，运用奇异值分解(SVD)对测试数据进行降噪，提高装置系统的 灵敏度、空间分辨率和信噪比。同时该装置可以自动定位光缆故障地点，不需要人工巡检， 故障发生时，可以通过光路自动切换保护系统进行光路瞬时转换，进而保障光缆系统正常运 行。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某 种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发 明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详 细描述，其中：
图1为本装置系统组成图；
图2为本装置结构示意图；
图3为本装置电路连接图；
图4为本装置运作流程图；
图5为SVD降噪处理流程图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露 的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加 以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精 神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本 发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明 的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表 实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理 解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中， 需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位 或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不 是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图 中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通 技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
请参阅图1～图5，为一种基于相干光时域反射计的电力光缆监控装置。装置包括服务器 1、主控制模块2、光路保护模块3、测试模块4、数据分析模块5、定位模块6、报警模7、相干光时域反射计模块8、在线测试模块9和电源模块10；
所述装置服务器分别与主控制模块、电源模块相连接；主控制模块分别与测试模块、数 据分析模块、定位模块、报警模块、光路保护模块、电源模块相连接。服务器采用windows 操作系统下的服务器，主控制模块采用可编程序控制机，主要用于实现逻辑控制、数据处理 和网络通信等功能；整个装置具有保存完整运行参数及自动复位功能。主控制模块与各个模 块集成设计，测试模块运用相干光时域反射计对光缆进行数据测试，测试的数据传输至数据 分析模块进行数据分析，通过奇异值分解(SVD)对数据进行降噪和优化分析，提高装置系 统的灵敏度和信噪比，进一步提取特征数据，获得更为准确的事件点信息，保障故障定位的 精度。当光缆发生故障时，主控制器通过数据分析模块得到的数据特性，判断发生的故障类 型，进而控制定位模块进行故障分析和定位，将故障险情通过报警模块发送至工作人员手机 中，同时触发光路保护模块功能，进行光路瞬时切换，从而能在主用光缆发生全阻障碍时， 保障光缆系统正常运行。
所述测试模块主要运用相干光时域反射计对光缆信号进行测试，监测方式采用光功率和 备纤两种方式，测试后的数据传输至数据分析模块进行分析，由主控制模块控制。相干光时 域反射计模块采用高频率稳定度的分布式反馈激光器作探测光源，能有效提高空间分辨率。
数据分析模块用于对测试模块的特征数据进行分析和提取。根据COTDR获得的光功率 曲线，将曲线中盲区、恒定斜率区、非反射事件、反射事件等区域与光纤的老化点、熔接点、 接头、异常弯曲点、断裂点、末端等相匹配，得到曲线变化特征；根据COTDR瑞利散射干 涉的频率变化，计算相关函数，可得到光缆外界温度的变化量。
所述光纤温度测试原理是基于环境温度变化会导致传感光纤的后向瑞利散射干涉图样 (相位变化信息)发生改变。当光频率以一定频率间隔，周期性地进行扫描，根据光频率变化 与温度变化分别对瑞利散射图样的影响关系，可以定量计算出传感温度变化。
当测试的数据传输至数据分析模块进行数据分析时，运用奇异值分解(SVD)对数据进 行降噪和优化分析，从而提高装置系统的灵敏度和信噪比，有利于提高系统的准确性，发生 故障时，数据分析模块将根据得到的数据特性，判断发生的故障类型。
所述奇异值分解(SVD)降噪过程，将蕴含噪声的信号所构建的Hankel矩阵能够分解成 信号区域和噪声区域，采用合适的奇异值阈值处理方法来处理这两个空间的奇异值矩阵，然 后对信号实行重构，达到消除信号中噪声的目的。
所述定位模块包括计算机端的GIS系统和手机端的GPS定位系统。当光缆发生故障时， 主控制器将通过数据分析模块得到的故障类型，将故障数据发送至监测中心的服务器和工作 人员的手机中，进而对故障地点实时精准定位。
所述报警模块具有声光报警和远程无线报警功能。声光报警用于现场监测点报警，远程 无线报警用于将警情发送至工作人员手机。
所述光路保护模块采用OAPS系列光路自动切换保护系统；OAPS系列光路自动切换保 护系统能自动识别主、备纤系统光路信号状态，进行光路瞬时转换，进而保障光缆系统正常 运行。
所述电源模块采用220V交流电和蓄电池，220V交流电用于服务器和主控制模块等，蓄 电池主要用于测试点的声光报警器，两种电源结合使用保证了整个装置的正常运行。
装置主要部件：测试模块、数据分析模块、报警模块。
外壳：防尘防震，能有效的保护装置。COTDR输出口：被测光缆的插口。USB插口： 数据的传输的插口；工作人员可以通过数据线将装置记录的数据传送到别的设备上。充电插口：整个装置的充电线插口，装置内部有锂电池包，通过充电给装置供电。
测试模块采用COTDR光时域反射计，运用COTDR光时域反射计测试并记录光缆的光功率信息。COTDR光时域反射仪型号：MW90010A，生产厂家为深圳集源科技有限公司。
数据分析模块包括：RS232接口电路、AT89S52单片机；RS232接口电路用于将数字信 号传输至单片机中；AT89S52单片机用于对数据的处理。
定位功能采用GIS系统和手机端的GPS定位系统，GIS系统安装在工作后台服务器内， GPS定位系统安装在工作人员手机上。当AT89S52单片机将测试数据中的特征数据分析出来 后，通过无线传输方式将故障位置信息传达到GIS系统和手机端的GPS定位系统，进行故障 定位。
报警模块采用GSM/GPRS模块，通过RS232串口与GSM模块通信，使用标准的AT命 令来控制GSM模块实现无线通信报警功能。GSM/GPRS模块一端连接AT89S52单片机，接 受AT89S52单片机发送的报警信息，另一端通过无线传输方式，将报警信息发送至工作人员的手机上。
光路保护模块采用OAPS光路自动切换保护系统，生产厂家为桂林航天光比特科技股份 公司；当AT89S52单片机将测试数据中的特征数据分析出来后，通过无线传输方式启动OAPS 光路自动切换保护系统，OAPS光路自动切换保护系统能自动识别主、备纤系统光路信号状 态，进行光路瞬时转换，进而保障光缆系统正常运行。
(1)装置在运行过程中，通过主控制模块运用相干光时域反射计对光缆进行数据测试， 测试的数据传输至数据分析模块进行数据分析。
数据分析过程：
数据分析模块通过经验奇异值分解(SVD)对数据进行降噪和优化分析，提高装置系统 的灵敏度和信噪比，进一步提取特征数据。针对光纤的老化点、熔接点、接头、异常弯曲点、 断裂点、末端等不同类型故障点，光信号功率产生变化各不相同，且功率变化呈现出一定的 特点，运用故障类型和光信号功率变化的联系，进而通过光信号功率变化判断故障类型；同 时根据COTDR瑞利散射干涉的频率变化，预测光缆外界温度。
故障定位过程：
当光缆发生故障时，主控制模块通过数据分析模块得到的数据特性，判断发生的故障类 型，进而将数据中包含的距离信息发送至定位模块，从而进行故障分析和精准定位。
故障修复过程：
当光缆发生故障时，主控制模块将触发光路保护模块功能，光路保护模块能自动识别主、 备系纤统光路信号状态，进行光路瞬时切换，从而能在主用光缆发生全阻障碍时，保障光缆 系统正常运行。
专利改进建议回复
(1)数据分析模块将根据得到的数据特性，判断发生的故障类型——请补充该过程如何进 行量化判断。
答：在COTDR检测的“光功率-距离”图中，判断发生的故障类型主要根据光功率曲线的斜 率来判断：
①盲区：曲线斜率为0。对应的故障类型为：COTDR接收机饱和。COTDR面板前的活接头反射造成的COTDR接收机饱和所致。
②恒定斜率区：曲线斜率变化一致。对应的故障类型为：光纤内部的气泡或者其他杂质。 探测光在传输过程中受到光纤内部的气泡或者其他杂质的影响，使得光脉冲传输过程中不断 产生耗损形成光散射，由于瑞利散射，形成后向散射信号，其光功率会呈现不断规律衰减的 变化趋势。
③非反射事件：光功率骤然下降，曲线会突然出现一个下降的台阶。对应的故障类型为： 纤芯打折、弯曲过小或具有熔接接头等。由于纤芯打折、弯曲过小或具有熔接接头等因素引 起光纤中光功率的一些损耗，但并没有光反射的部分发生，此时曲线中间出现的一个明显的 台阶。
④反射事件：光功率先增大后减小，曲线产生一个尖峰信号。对应的故障类型为：机械接 头、活动连接器或者光纤断裂。由于机械接头、活动连接器或者光纤断裂点引起一些光脉冲 能量发生菲涅尔反射，产生尖峰信号，即反射事件。
⑤光纤尾端：出现光功率抖动区域。对应的故障类型为：光纤断裂或者光信号到达光纤末 端。由于光纤断裂或者信号到达光纤末端，光功率曲线会出现较大的尖峰信号，同时伴随较 大的噪声干扰，形成一段噪声抖动区域。
(2)运用奇异值分解(SVD)对测试数据进行降噪——是否能提供计算过程。
答：提供的奇异值分解(SVD)对测试数据进行降噪的计算过程如下：
SVD是对矩阵进行奇异值分解，假设矩阵A为m×n矩阵，定义矩阵A的SVD为：
A＝USVT (1.1)
式中S或其转置称为矩阵A的奇异值。
根据式(1.1)对A进行奇异值分解：
式中:μi为U的列向量，Vi为V的列向量，σi为A的奇异值，i＝1,2,…r，r∈min(m,n)。
令Ai∈Rm×n，取Ai的第一行Mi，1＝[yi，1,yi，2,…,yi，n]和去掉第一个元素后的最后一列 Li，1＝[yi，n+1,yi，n+2,…,yi，p]，令
则检测信号Y为：
Y＝K1+K2+…+Kr (1.4)
设信号Y是由纯净信号X和噪声&叠加而成：
Y＝X+& (1.5)
对COTDR检测的光信号采用Hankel矩阵的形式进行矩阵构建，所用Hankel矩阵如式 (1.6)所示：
式中：当P为偶数时m＝P/2，当P为奇数时，m＝(P+1)/2，n＝P-m+1。
则信号Y构造的Hankel矩阵HY可由X和&构造的Hankel矩阵HX和H&构成：
HY＝HX+H& (1.7)
含噪信号构造的Hankel矩阵奇异值分解后，噪声Hankel矩阵奇异值分布均匀，大小相 等，数值较小。将奇异值按照从大到小的顺序排序，得到的序列为σ1,σ2,…,σr，在第q个点 奇异值产生突变。令
bi＝σi-σi+1 (1.8)
式中bi组成的序列称作奇异值的差分谱。最大突变点bk可由差分谱自动地判断出来，选取 bk点对应的奇异值作为阈值，处理奇异值矩阵A，使比阈值小的奇异值为0，处理后的矩阵为 则：
式中Ut＝[u1,u2,…,ut]∈Rm×t，At＝diag(σ1,σ2,…,σt)∈Rq×t,Vt＝[v1,v2,…,vt]∈Rn×t；由式 (1.9)知是HY降秩处理后的矩阵；噪声信号去掉后的信号Y'从矩阵中恢复：
Y′＝K1+K2+…+Kt (1.10)
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施 例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进 行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求 范围当中。
Claims (6)
1.一种基于相干光时域反射计的电力光缆监控装置，其特征在于：包括服务器、主控制模块、光路保护模块、测试模块、数据分析模块、定位模块、报警模块、相干光时域反射计模块和电源模块；
所述服务器分别与主控制模块、电源模块相连接；
所述主控制模块分别与测试模块、数据分析模块、定位模块、报警模块、光路保护模块和电源模块相连接；
所述服务器采用windows操作系统下的服务器，主控制模块采用可编程序控制机，用于实现逻辑控制、数据处理和网络通信；
所述定位模块包括计算机端的GIS系统和手机端的GPS定位系统；GIS系统安装在工作后台服务器内，GPS定位系统安装在工作人员手机上；
所述光路保护模块采用OAPS系列光路自动切换保护系统；
所述测试模块采用COTDR光时域反射计，用于测试并记录光缆的光功率信息；
所述数据分析模块包括：RS232接口电路、AT89S52单片机；RS232接口电路用于将数字信号传输至单片机中；AT89S52单片机用于对数据的处理；
所述电源模块采用220V交流电和蓄电池，220V交流电用于服务器和主控制模块，蓄电池用于测试点的报警模块。
2.根据权利要求1所述的一种基于相干光时域反射计的电力光缆监控装置，其特征在于：所述装置还包括外壳、用于被测光缆插入的COTDR输出口、USB插口和充电插口。
3.根据权利要求1所述的一种基于相干光时域反射计的电力光缆监控装置，其特征在于：所述报警模块采用GSM/GPRS模块，通过RS232串口与GSM模块通信，用于使用标准的AT命令来控制GSM模块实现无线通信报警功能；GSM/GPRS模块一端连接AT89S52单片机，用于接受AT89S52单片机发送的报警信息，另一端通过无线传输方式，用于将报警信息发送至工作人员的手机上。
4.一种基于相干光时域反射计的电力光缆监控方法，其特征在于：该方法为：
通过主控制模块运用相干光时域反射计对光缆进行数据测试，测试的数据传输至数据分析模块进行数据分析；
数据分析过程：
数据分析模块通过经验奇异值分解SVD对数据进行降噪和优化分析，提高装置系统的灵敏度和信噪比，进一步提取特征数据；针对光纤的老化点、熔接点、接头、异常弯曲点、断裂点和末端不同类型故障点，光信号功率产生变化各不相同，且功率变化呈现出一定的特点，运用故障类型和光信号功率变化的联系，进而通过光信号功率变化判断故障类型；同时根据COTDR瑞利散射干涉的频率变化，预测光缆外界温度；
故障定位过程：
当光缆发生故障时，主控制模块通过数据分析模块得到的数据特性，判断发生的故障类型，进而将数据中包含的距离信息发送至定位模块，从而进行故障分析和精准定位；
故障修复过程：
当光缆发生故障时，主控制模块将触发光路保护模块功能，光路保护模块能自动识别主、备系纤统光路信号状态，进行光路瞬时切换，从而能在主用光缆发生全阻障碍时，保障光缆系统正常运行。
5.根据权利要求4所述的一种基于相干光时域反射计的电力光缆监控方法，其特征在于：该方法为：所述数据分析具体为：在COTDR检测的“光功率-距离”图中，判断发生的故障类型根据光功率曲线的斜率来判断：
①盲区：曲线斜率为0；对应的故障类型为：COTDR接收机饱和；COTDR面板前的活接头反射造成的COTDR接收机饱和所致；
②恒定斜率区：曲线斜率变化一致；对应的故障类型为：光纤内部的气泡或者其他杂质；探测光在传输过程中受到光纤内部的气泡或者其他杂质的影响，使得光脉冲传输过程中不断产生耗损形成光散射，由于瑞利散射，形成后向散射信号，其光功率会呈现不断规律衰减的变化趋势；
③非反射事件：光功率骤然下降，曲线会突然出现一个下降的台阶；对应的故障类型为：纤芯打折、弯曲过小或具有熔接接头；由于纤芯打折、弯曲过小或具有熔接接头因素引起光纤中光功率的一些损耗，但并没有光反射的部分发生，此时曲线中间出现的一个明显的台阶；
④反射事件：光功率先增大后减小，曲线产生一个尖峰信号；对应的故障类型为：机械接头、活动连接器或者光纤断裂；由于机械接头、活动连接器或者光纤断裂点引起一些光脉冲能量发生菲涅尔反射，产生尖峰信号，即反射事件；
⑤光纤尾端：出现光功率抖动区域；对应的故障类型为：光纤断裂或者光信号到达光纤末端；由于光纤断裂或者信号到达光纤末端，光功率曲线会出现较大的尖峰信号，同时伴随较大的噪声干扰，形成一段噪声抖动区域。
6.根据权利要求5所述的一种基于相干光时域反射计的电力光缆监控方法，其特征在于：所述数据分析模块通过经验奇异值分解SVD对数据进行降噪具体为：
SVD是对矩阵进行奇异值分解，假设矩阵A为m×n矩阵，定义矩阵A的SVD为：
A＝USVT (1.1)
式中S或其转置称为矩阵A的奇异值；
根据式(1.1)对A进行奇异值分解：
式中：μi为U的列向量，Vi为V的列向量，σi为A的奇异值，i＝1，2，...r，r∈min(m，n)；
令Ai∈Rm×n，取Ai的第一行Mi，1＝[yi，1，yi，2，...，yi，n]和去掉第一个元素后的最后一列Li，1＝[yi，n+1，yi，n+2，...，yi，P]，令
则检测信号Y为：
Y＝K1+K2+...+Kr (1.4)
设信号Y是由纯净信号X和噪声&叠加而成：
Y＝X+& (1.5)
对COTDR检测的光信号采用Hankel矩阵的形式进行矩阵构建，所用Hankel矩阵如式(1.6)所示：
式中：当P为偶数时m＝P/2，当P为奇数时，m＝(P+1)/2，n＝P-m+1；
则信号Y构造的Hankel矩阵HY由X和&构造的Hankel矩阵HX和H&构成：
HY＝HX+H& (1.7)
含噪信号构造的Hankel矩阵奇异值分解后，噪声Hankel矩阵奇异值分布均匀，大小相等，数值较小；将奇异值按照从大到小的顺序排序，得到的序列为σ1，σ2，...，σr，在第q个点奇异值产生突变；令
bi＝σi-σi+1 (1.8)
式中bi组成的序列称作奇异值的差分谱；最大突变点bk由差分谱自动地判断出来，选取bk点对应的奇异值作为阈值，处理奇异值矩阵A，使比阈值小的奇异值为0，处理后的矩阵为HY*，则：
HY*＝σ1μ1V1 T+...+σtμtVt T＝UtAtVt T (1.9)
式中Ut＝[u1，u2，...，ut]∈Rm×t，At＝diag(σ1，σ2，...，σt)∈Rq×t，Vt＝[v1，v2，...，vt]∈Rn×t；由式(1.9)知是HY降秩处理后的矩阵；噪声信号去掉后的信号Y′从矩阵中恢复：
Y′＝K1+K2+...+Kt (1.10)。
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